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直流微电网配电系统  

2016-11-07 11:03:53|  分类: 生产工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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神华集团有限责任公司和北京低碳清洁能源研究所的一项专利——一种直流微电网配电系统,发明人为周友、吴峂。

  摘要

  本发明提供了一种直流微电网配电系统。该系统包括 : 直流微电网母线 ;分布式电源,用于给直流微电网母线配电;变换器,连接在直流微电网母线和分布式电源之间,用于将分布式电源提供的第一电压转换成适于在直流微电网母线上传输的第一直流电压,其中在第一电压是直流电压的情况下,变换器将该第一电压进行电压适配;在第一电压是交流电压的情况下,变换器将该第一电压转换成直流电压并进行电压适配。本发明降低了微电网对于分布式电源的控制要求,减小了微电网运行成本。

  1.一种直流微电网配电系统 (1),包括 :

  直流微电网母线 (103) ;

  分布式电源 (101),用于给直流微电网母线 (103) 配电 ;

  变换器 (102),连接在直流微电网母线 (103) 和分布式电源 (101) 之间,用于将分布式电源 (101) 提供的第一电压转换成适于在直流微电网母线 (103) 上传输的第一直流电压,其中在分布式电源 (101) 提供的第一电压是直流电压的情况下,变换器 (102) 将该第一电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线 (103) 上传输的第一直流电压 ;在分布式电源 (101) 提供的第一电压是交流电压的情况下,变换器 (102) 将该第一电压转换成第二直流电压并将第二直流电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线 (103) 上传输的第一直流电压。

  2.根据权利要求 1 的直流微电网配电系统 (1),其中在分布式电源 (101) 提供的第一

  电压是直流电压的情况下,变换器 (102) 包括 :

  第一变换单元 (1021),用于将该第一电压进行电压适配以获得第三直流电压 ;第二变换单元 (1022),用于将第三直流电压进行电压适配以获得第一直流电压,其中第三直流电压的幅值在第一电压的幅值和第一直流电压的幅值之间。

  3.根据权利要求 1 的直流微电网配电系统 (1),其中在分布式电源 (101) 提供的第一电压是交流电压的情况下,变换器 (102) 包括 :

  第三变换单元 (1023),用于将该第一电压转换成第二直流电压 ;

  第四变换单元 (1021’),用于将该第二直流电压进行电压适配以获得第四直流电压 ;

  第五变换单元 (1022’),用于将第四直流电压进行电压适配以获得第一直流电压,其中第四直流电压的幅值在第二直流电压的幅值和第一直流电压的幅值之间。

  4.根据权利要求 2 的直流微电网配电系统 (1),其中第一变换单元 (1021) 包括第一开关晶体管 (G1)、第二开关晶体管 (G2)、第一变压器 (LG1)、第一整流元件 (DG1)、第二整流元件 (DG2)、第一储能元件 (BG1)、第一滤波电容 (CG1),其中第一变压器 (LG1) 包括串联的第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12),第一开关晶体管 (G1)、第二开关晶体管 (G2) 的发射极共同连到分布式电源 (101) 的负极,分布式电源 (101) 的正极连到第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的原边的相互连接端,第一开关晶体管 (G1)、第二开关晶体管 (G2) 的集电极分别连到第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的原边的除了第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的原边的相互连接端之外的另一端;第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的副边的相互连接端与并联的第一储能元件 (BG1)、第一滤波电容 (CG1) 的一端相连,第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的副边的除了第一分变压器 (LG11) 和第二分变压器 (LG12) 的副边的相互连接端之外的另一端分别经第一整流元件 (DG1)、第二整流元件 (DG2) 与并联的第一储能元件 (BG1)、第一滤波电容 (CG1) 的另一端相连,并联的第一储能元件 (BG1)、第一滤波电容(CG1) 的两端输出第三直流电压。

  5.根据权利要求 2 的直流微电网配电系统 (1),其中第二变换单元 (1022) 包括第二变压器 (LG2)、第三开关晶体管 (G3)、第三整流元件 (DG3) 以及第二滤波电容 (CG2),其中第三开关晶体管 (G3) 的集电极连接第二变压器 (LG2) 的原边的一端,所述第三直流电压加在第二变压器 (LG2) 的原边的另一端与第三开关晶体管 (G3) 的发射极之间 ;第二变压器 (LG2) 的副边的一端连接到第三整流元件 (DG3) 的一端,第三整流元件(DG3) 的另一端和第二变压器 (LG2) 的副边的另一端之间连接有第二滤波电容 (CG2) 并输出第一直流电压。

  6.根据权利要求 2 的直流微电网配电系统 (1),其中变换器 (102) 包括 :第一控制器 (1024),用于感测第一电压,并根据第一电压并根据第一电压与第一直流电压的比控制第一变换单元 (1021) 和第二变换单元 (1022) 的电压适配。

  7.根据权利要求 3 的直流微电网配电系统 (1),其中第三变换单元 (1023) 包括第四整流元件 (D1)、储能电容 (Cn)、第四变压器 (T2)、第七整流元件 (D2)、第八整流元件 (Dc)、第三变压器 (T1)、第五整流元件 (D3)、第四开关晶体管(S)、第六整流元件 (Dn)、第三滤波电容 (Cf)、负载电阻 (RL),其中第四整流元件 (D1)、储能电容 (Cn) 串联在分布式电源 (101) 的两端,分布式电源(101) 与第四整流元件 (D1) 连接的一端连接第三变压器 (T1) 的原边的一端,分布式电源

  (101) 与储能电容 (Cn) 连接的一端通过串联的第四开关晶体管 (S)、第五整流元件 (D3) 连接第三变压器 (T1) 的原边的另一端,储能电容 (Cn) 与第四整流元件 (D1) 连接的一端还连接第四变压器 (T2) 的副边的一端,第四变压器 (T2) 的副边的另一端通过第七整流元件(D2) 连接到第五整流元件 (D3) 与第四开关晶体管 (S) 连接的一端 ;

  第三变压器 (T1) 的副边的一端连接第六整流元件 (Dn) 的一端,第六整流元件 (Dn) 的另一端与第三变压器 (T1) 的副边的另一端之间连接有并联的第三滤波电容 (Cf) 和负载电阻 (RL) 并输出第二直流电压,第六整流元件 (Dn) 的所述另一端还连接第四开关晶体管 (S)与储能电容 (Cn) 连接的一端,第三变压器 (T1) 的副边的所述另一端还连接到第四变压器(T2) 的原边的一端,第四变压器 (T2) 的原边的另一端通过第八整流元件 (Dc) 连接到第四开关晶体管 (S) 与储能电容 (Cn) 连接的一端。

 8.根据权利要求 3 的直流微电网配电系统 (1),其中第四变换单元 (1021’) 包括第五开关晶体管 (G1’)、第六开关晶体管 (G2’)、第五变压器 (LG1’)、第九整流元件 (DG1’)、第十整流元件 (DG2’)、第二储能元件 (BG1’)、第四滤波电容 (CG1’),其中第五变压器 (LG1’) 包括串联的第三分变压器 (LG11’) 和第四分变压器 (LG12’),第五开关晶体管 (G1’)、第六开关晶体管 (G2’) 的发射极共同连到分布式电源 (101) 的负极,分布式电源 (101) 的正极连到第三分变压器 (LG11’) 和第四分变压器 (LG12’) 的原边的相互连接端,第五开关晶体管 (G1’)、第六开关晶体管 (G2’) 的集电极分别连到第三分变压器 (LG11’) 和第四分变压器 (LG12’) 的原边的除了第三分变压器 (LG11’) 和第四分变压器 (LG12’) 的原边的相互连接端之外的另一端 ;

  第三分变压器 (LG11’) 和第四分变压器 (LG12’) 的副边的相互连接端与并联的第二储能元件 (BG1’)、第四滤波电容 (CG1’) 的一端相连,第三分变压器 (LG11’) 和第四分变压器 (LG12’) 的副边的除了第三分变压器 (LG11’) 和第四分变压器 (LG12’) 的副边的相互连接端之外的另一端分别经第九整流元件 (DG1’)、第十整流元件 (DG2’) 与并联的第二储能元件 (BG1’)、第四滤波电容 (CG1’) 的另一端相连,并联的第二储能元件 (BG1’)、第四滤波电容 (CG1’) 的两端输出第四直流电压。

  9.根据权利要求 3 的直流微电网配电系统 (1),其中第五变换单元 (1022’) 包括第六变压器 (LG2’)、第七开关晶体管 (G3’)、第十一整流元件 (DG3’) 以及第五滤波电容 (CG2’),其中第七开关晶体管 (G3’) 的集电极连接第六变压器 (LG2’) 的原边的一端,所述第三直流电压加在第六变压器 (LG2’) 的原边的另一端与第七开关晶体管 (G3’) 的发射极之间 ;第六变压器 (LG2’) 的副边的一端连接到第十一整流元件 (DG3’) 的一端,第十一整流元件 (DG3’) 的另一端和第六变压器 (LG2’) 的副边的另一端之间连接有第五滤波电容(CG2’) 并输出第一直流电压。

  10.根据权利要求 3 的直流微电网配电系统 (1),其中变换器 (102) 包括 :第二控制器 (1025),用于感测第一电压,并根据第一电压并根据第一电压与第一直流电压的比控制第三变换单元 (1023) 的交直流电压转换、第四变换单元 (1021’) 和第五变换单元 (1022’) 的电压适配。

  技术领域

  本发明涉及电力变换技术领域,具体涉及一种直流微电网配电系统。

  背景技术

  随着电能的需求越来越大,各国都制定相关政策鼓励发展可再生能源 ( 如光伏、风能、燃料电池等 ) 的分布式发电。与传统的集中式发电不同,分布式发电是利用分散在用户附近的小型发电单元来给用户发电的模式。但是,分布式发电有其局限性。例如,当电力系统发生故障时,分布式能源必须立即退出运行。为了尽可能地利用分布式发电所带来的经济效益和改善可靠性,微电网开始应用。微电网是由负荷和多个分布式电源组成的集合系统。多个分布式电压发的电流到微电网的母线上,由微电网的母线上流到在一个小的区域内需要用电的各个用户。一个微电网一般在一个小的区域内应用,满足这个小的区域内的用户要求。

  目前研究的微电网都是交流微电网,即各分布式电源分别通过电力电子器件接入微电网的交流母线。也就是说,从各分布式电源最终流到微电网的母线上的电必须是交流。这是由于长期以来电网传输多采用交流供电造成的。因此,由于惯性思维导致行业内默认微电网母线上流的只能是交流电。交流微电网对于每个分布式电源的控制要求较高,它们输出的电压需要分别经过逆变才能到母线,而且在控制时需同时考虑频率、电压和功率等多个要素 ( 考虑各分布式电源产生的电压的频率、电压和功率是否满足在母线上传输的要求,不满足则要进行变换 ),需要多台逆变器,造成了电力电子器件的极大浪费。

  发明内容

  本发明要解决的一个技术问题是降低微电网对于分布式电源的控制要求,减小微电网运行成本。

  根据本发明的一个实施例,提供了一种直流微电网配电系统,包括 : 直流微电网母线 ;分布式电源,用于给直流微电网母线配电 ;变换器,连接在直流微电网母线和分布式电源之间,用于将分布式电源提供的第一电压转换成适于在直流微电网母线上传输的第一直流电压,其中在分布式电源提供的第一电压是直流电压的情况下,变换器将该第一电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线上传输的第一直流电压 ;在分布式电源提供的第一电压是交流电压的情况下,变换器将该第一电压转换成第二直流电压并将第二直流电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线上传输的第一直流电压。

  由于惯性思维导致行业内默认微电网母线上流的只能是交流电,但实际上对于一些小区域内的工厂、企业等微电网中的用户来说,也是可以用直流电工作。本发明实施例克服了现有领域中的技术偏见,引入直流微电网。由于直流微电网母线流的是直流电,从而降低对控制的要求,也可以最大限度地利用分布式能源,更可以节约电力电子器件。考虑到分布式电源可以是直流电源,也可以是交流电源,对于直流电源,用变换器将直流电源提供的第一电压转换成适于在直流微电网母线上传输的第一直流电压,对于交流电源,用变换器将该第一电压转换成第二直流电压并将第二直流电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线上传输的第一直流电压。这样,就达到了无论交直流分布式电源,都可以通过本发明实施例的配电系统将提供的电能输入母线的作用。

  附图说明(附后)

  图 1 为根据本发明一个实施例的直流微电网配电系统的示意图。

  图 2 为分布式电源是直流电源的情况下图 1 中变换器的具体电路图。

  图 3 为分布式电源是交流电源的情况下图 1 中变换器的具体电路图。

  图 4 为图 2 或图 3 中的第一 / 第二控制器的具体结构图。

具体实施方式

  下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。

  如图 1 所示,根据本发明的一个实施例的一种直流微电网配电系统 1 包括 : 直流微电网母线 103,直流微电网所供电的各工厂、企业等 ( 图中未示 ) 从该直流微电网母线103 获取电能 ;分布式电源 101,用于给直流微电网母线 103 配电,图 1 中示出包括燃料电池、生物质电池、超级电容电池、光伏阵列电池等直流电源、以及风力发电机等交流电源 ;变换器 102,连接在直流微电网母线 103 和分布式电源 101 之间,用于将分布式电源 101 提供的第一电压转换成适于在直流微电网母线 103 上传输的第一直流电压。

  在分布式电源 101 提供的第一电压是直流电压的情况下 ( 如图 1 中分布式电源101 是燃料电池、生物质电池、超级电容电池或光伏阵列电池的情况 ),变换器 102 将该第一电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线 103 上传输的第一直流电压,其一种具体结构如下结合图 2 详述。

  在分布式电源 101 提供的第一电压是交流电压的情况下 ( 如图 1 中分布式电源101 是风力发电机的情况 ),变换器 102 将该第一电压转换成第二直流电压并将第二直流电压进行电压适配以获得适于在直流微电网母线 103 上传输的第一直流电压,其一种具体结

  构如下结合图 3 详述。

  图 2 为分布式电源是直流电源的情况下图 1 中变换器的一种具体电路图。如图 2所示,变换器 102 包括 :第一变换单元 1021,用于将该第一电压进行电压适配以获得第三直流电压 ;第二变换单元 1022,用于将第三直流电压进行电压适配以获得第一直流电压,其中第三直流电压的幅值在第一电压的幅值和第一直流电压的幅值之间。

  第一变换单元 1021 包括第一开关晶体管 G1、第二开关晶体管 G2、第一变压器 LG1、第一整流元件 DG1、第二整流元件 DG2、第一储能元件 BG1、第一滤波电容 CG1。第一变压器LG1 包括串联的第一分变压器 LG11 和第二分变压器 LG12。第一开关晶体管 G1、第二开关晶体管 G2 的发射极共同连到分布式电源 101 的负极。分布式电源 101 的正极连到第一分变压器 LG11 和第二分变压器 LG12 的原边的相互连接端。第一开关晶体管 G1、第二开关晶体管 G2 的集电极分别连到第一分变压器 LG11 和第二分变压器 LG12 的原边的除了第一分变压器 LG11 和第二分变压器 LG12 的原边的相互连接端之外的另一端。第一分变压器 LG11和第二分变压器 LG12 的副边的相互连接端与并联的第一储能元件 BG1、第一滤波电容 CG1的一端相连,第一分变压器 LG11 和第二分变压器 LG12 的副边的除了第一分变压器 LG11 和第二分变压器 LG12 的副边的相互连接端之外的另一端分别经第一整流元件 DG1、第二整流元件 DG2 与并联的第一储能元件 BG1、第一滤波电容 CG1 的另一端相连,并联的第一储能元件 BG1、第一滤波电容 CG1 的两端输出第三直流电压。

  第一开关晶体管 G1、第二开关晶体管 G2 例如是实现斩波功能的 IGBT。通过这两个开关晶体管的开通和关断进行斩波,输入的第一电压经过这样的交替斩波变为交流电压。副边的第一整流元件 DG1 和第二整流元件 DG2( 例如,两个功率开关管 ) 与第一开关晶体管G1、第二开关晶体管 G2 的开通和关断相对应地交替导通,使得第一变压器 LG1 的铁芯进行交替地磁化和去磁,以完成能量从第一变压器 LG1 的原边到副边的传输。例如,当第一开关晶体管 G1、第二开关晶体管 G2 的开关频率为 100kHz 时,在第一变压器 LG1 的原边形成高频交流电,并通过第一变压器 LG1 将高频交流电能传递到它的副边。该高频交流电能通过第一整流元件 DG1 和第二整流元件 DG2 以及第一滤波电容 CG1 后变成直流电,即第三直流电压。同时该直流母线电压给第一储能元件 BG1 充电。

  第二变换单元 1022 包括第二变压器 LG2、第三开关晶体管 G3、第三整流元件 DG3以及第二滤波电容 CG2。第三开关晶体管 G3 的集电极连接第二变压器 LG2 的原边的一端,所述第三直流电压加在第二变压器 LG2 的原边的另一端与第三开关晶体管 G3 的发射极之间。第二变压器 LG2 的副边的一端连接到第三整流元件 DG3 的一端,第三整流元件 DG3 的另一端和第二变压器 LG2 的副边的另一端之间连接有第二滤波电容 CG2 并输出第一直流电压。

  第三直流电压经由第三开关晶体管 G3 斩波,在第二变压器 LG2 输出侧形成高频交流电。该高频交流电通过第三整流元件 DG3 以及第二滤波电容 CG2 输出直流电,即第一直流电压并入直流微网。

  实际上,变换器 101 也可以只包括第一变换单元 1021,不包括第二变换单元 1022。包括第二变换单元的好处是 :第二变换单元 1022 为隔离单元,用于电气绝缘和回路隔离。这样,增加了电网的安全性。通过调节第一开关管 G1 和第二开关管 G2 的关断状态改变占空比进行电压调整,使得变换器能够处理更宽的输入电压范围。这比仅能调节第一开关管G1 的关断状态,对整个电路来说,要安全得多,同时输入电压范围也大。

  另外,第三开关晶体管 G3 的占空比可调,通过调节其占空比进一步降低电压为了增加电网的安全性,实现更宽范围的电压输入范围。

  采用上述第一储能元件 BG1 的好处是,它能够在分布式电源提供的电能较多时,存储一部分能量。等到分布式电源提供的电能变少时,从存储的能量中放出一部分帮助能量的供给,因此,本发明实施例的配电系统不仅能给直流母线配电 ( 完成分布式电源提供的电能与直流母线上适于传输的电能的转换 ),还能实现储能以便在能量满足不了需要时放能的效果。

  如图 2 所示,变换器 102 还包括 :第一控制器 1024,用于感测第一电压,并根据第一电压并根据第一电压与第一直流电压的比控制第一变换单元 1021 和第二变换单元 1022的电压适配。

  具体地说,如图 4 所示,第一控制器 1024 包括 :电压传感器 401、采样单元 402、处理器 403、驱动器 404。电压传感器 401 感测分布式电源输出的第一电压。采样单元 402 对第一电压进行采样,从而处理器 403 才能进行处理。处理器 403( 如 DSP2812 处理器 ) 根据采样后的第一电压,根据第一电压与已知的第一直流电压的比来控制第一开关晶体管 G1、第二开关晶体管 G2、第三开关晶体管 G3 的开通 / 关断。驱动器 404 执行这些开通 / 关断。

  处理器 403 使第一开关晶体管 G1、第二开关晶体管 G2、第三开关晶体管 G3 的每个开关周期中正电平时间和负电平时间比例相当,且正电平的幅值与负电平的幅值相等。因此,每个开关周期内,变压器磁芯的磁密度都会回到零点。因此,图 2 的这种拓扑,相对于其它变换器的拓扑,使变压器的磁芯不容易出现直流磁化,这也是图 2 的拓扑的另一个好处。

  图 3 为分布式电源是交流电源的情况下图 1 中变换器的具体电路图。变换器 102包括 :第三变换单元 1023,用于将该第一电压转换成第二直流电压 ;第四变换单元 1021’,用于将该第二直流电压进行电压适配以获得第四直流电压 ;第五变换单元 1022’,用于将第四直流电压进行电压适配以获得第一直流电压,其中第四直流电压的幅值在第二直流电压的幅值和第一直流电压的幅值之间。

  第三变换单元 1023 包括第四整流元件 D1、储能电容 Cn、第四变压器 T2、第七整流元件 D2、第八整流元件 Dc、第三变压器 T1、第五整流元件 D3、第四开关晶体管 S、第六整流元件 Dn、第三滤波电容 Cf、负载电阻 RL。

  第四整流元件 D1、储能电容 Cn 串联在分布式电源 101 的两端,分布式电源 101 与第四整流元件 D1 连接的一端连接第三变压器 T1 的原边的一端,分布式电源 101 与储能电容 Cn 连接的一端通过串联的第四开关晶体管 S、第五整流元件 D3 连接第三变压器 T1 的原边的另一端,储能电容 Cn 与第四整流元件 D1 连接的一端还连接第四变压器 T2 的副边的一端,第四变压器 T2 的副边的另一端通过第七整流元件 D2 连接到第五整流元件 D3 与第四开关晶体管 S 连接的一端。

第三变压器 T1 的副边的一端连接第六整流元件 Dn 的一端,第六整流元件 Dn 的另一端与第三变压器 T1 的副边的另一端之间连接有并联的第三滤波电容 Cf 和负载电阻 RL并输出第二直流电压,第六整流元件 Dn 的所述另一端还连接第四开关晶体管 S 与储能电容Cn 连接的一端,第三变压器 T1 的副边的所述另一端还连接到第四变压器 T2 的原边的一端,第四变压器 T2 的原边的另一端通过第八整流元件 Dc 连接到第四开关晶体管 S 与储能电容Cn 连接的一端。

  由第三变压器 T1、第四开关晶体管 S、第四整流元件 D1、第五整流元件 D3、第六整流元件 Dn、第三滤波电容 Cf 以及负载电阻 RL 构成第三变换单元 1023 的主支路。它是由分布式电压输出的第一电压来供电的支路。即,当第四开关晶体管 S 接通时,第一电压进入第三变压器 T1 的原边,在第三变压器 T1 的副边感生出交流电压,该交流电压在第六整流元件Dn、第三滤波电容 Cf 以及负载电阻 RL 的作用下成为第二直流电压。

  第四变压器 T2、与第四变压器 T2 相连的储能电容 Cn、第七整流元件 D2、第八整流元件 Dc 构成第三变换单元 1023 的辅支路,它是由储能电容 Cn 来供电的支路。当分布式电源输出的电压过剩时,由于第四整流元件 D1 导通,有一部分电能在储能电容 Cn 中存储起来。当分布式电压输出的电压不足时,储能电容就通过辅支路通过第四变压器 T2 的副边在并联的负载电阻 RL 和第三滤波电容 Cf 两端放电。

  因此,由于图 3 中的储能电容 Cn,达到了使对于交流分布式电源来说的变换器不仅能够将交流的分布式电源 101 提供的交流电压转换成适于在直流微电网母线上传输的CN第一直流电压,还能够存储一部分交流的分布式电源提供的能量备用,在需要时放出的,达到了提高能源利用效率的效果。由于主支路和辅支路同时工作,第七整流元件 D2 和第五整流元件 D3 有防止这两个支路产生循环电流的效果。由于分布式电源通过第四整流元件 D1 给储能电容 Cn 供电,储能电容 Cn 两端的电压小于分布式电源输出的电压,即储能电容 Cn 的电压被箝位,产生了对功率开关晶体管没有产生附加的电压应力的优点。

  另外,在第四开关晶体管 S 接通时,由第三变压器 T1 直接传递大部分能量到负载,降低了开关具体管的电流应力,提高了变换器的效率。

  第三变压器 T1 的原边开关晶体管导通时,副边的二极管 Dn 处于截止状态,输入侧电能存储到变压器绕组中 ;原边开关晶体管截止时,副边二极管导通,能量释放到负载。图3 的第三变换单元 1023 中的第三变压器 T1 的右侧的元件数量也是很少的,这也是该电路低成本的原因之一。

  从图 3 的第三变换单元 1023 中的第三变压器 T1 的左侧看,能量是时刻都通过第三变压器 T1 直接传递的。因此图 3 中的第三变换单元 1023 具有大功率、宽电压、宽电流和高可靠性的特点。

  第四变换单元 1021’与图 2 中的第一变换单元 1021 类似,其包括第五开关晶体管G1’、第六开关晶体管 G2’、第五变压器 LG1’、第九整流元件 DG1’、第十整流元件 DG2’、第二储能元件 BG1’、第四滤波电容 CG1’。第五变压器 LG1’包括串联的第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’,第五开关晶体管 G1’、第六开关晶体管 G2’的发射极共同连到分布式电源 101 的负极,分布式电源 101 的正极连到第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的原边的相互连接端,第五开关晶体管 G1’、第六开关晶体管 G2’的集电极分别连到第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的原边的除了第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的原边的相互连接端之外的另一端。第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的副边的相互连接端与并联的第二储能元件 BG1’、第四滤波电容 CG1’的一端相连,第三分变压器LG11’和第四分变压器 LG12’的副边的除了第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的副边的相互连接端之外的另一端分别经第九整流元件 DG1’、第十整流元件 DG2’与并联的第二储能元件 BG1’、第四滤波电容 CG1’的另一端相连,并联的第二储能元件 BG1’、第四滤波电容 CG1’的两端输出第四直流电压。

  第五变换单元 1022’与图 2 中的第二变换单元 1022 是类似的,其包括第六变压器 LG2’、第七开关晶体管 G3’、第十一整流元件 DG3’以及第五滤波电容 CG2’。第七开关晶体管 G3’的集电极连接第六变压器 LG2’的原边的一端,所述第三直流电压加在第六变压器LG2’的原边的另一端与第七开关晶体管 G3’的发射极之间。第六变压器 LG2’的副边的一端连接到第十一整流元件 DG3’的一端,第十一整流元件 DG3’的另一端和第六变压器 LG2’的副边的另一端之间连接有第五滤波电容 CG2’并输出第一直流电压。

  由于第四变换单元 1021’与图 2 中的第一变换单元 1021 类似,且第五变换单元1022’与图 2 中的第二变换单元 1022 是类似的,因此,它们的工作原理同上。

  如图 3 所示,变换器 102 还包括 :第二控制器 1025,用于感测第一电压,并根据第一电压并根据第一电压与第一直流电压的比控制第三变换单元 1023 的交直流电压转换、第四变换单元 1021’和第五变换单元 1022’的电压适配。

  具体地说,如图 4 所示,第二控制器 1025 包括 :电压传感器 401、采样单元 402、处理器 403、驱动器 404。电压传感器 401 感测分布式电源输出的第一电压。采样单元 402 对第一电压进行采样,从而处理器 403 才能进行处理。处理器 403( 如 DSP2812 处理器 ) 根据采样后的第一电压,根据第一电压与已知的第一直流电压的比来控制第四开关晶体管 S、第五开关晶体管 G1’、第六开关晶体管 G2’、第七开关晶体管 G3’的开通 / 关断。驱动器 404执行这些开通 / 关断。

  处理器 403 使第四开关晶体管 S、第五开关晶体管 G1’、第六开关晶体管 G2’、第七开关晶体管 G3’的每个开关周期中正电平时间和负电平时间比例相当,且正电平的幅值与负电平的幅值相等。因此,每个开关周期内,变压器磁芯的磁密度都会回到零点。因此,图3 的这种拓扑,相对于其它变换器的拓扑,使变压器的磁芯不容易出现直流磁化,这也是图3 的拓扑的另一个好处。

  以上仅是示例性示出了本发明的实施例。本领域技术人员可以对上述实施例进行

  不违背本发明主旨前提下的变形、修改、替换,它们都落在本发明的保护范围之内。

附图说明:

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